中国南方丘陵区不同母岩型红土成土特征研究——以赣南地区为例

中 国南 方 丘 陵 区不 同母 岩 型红 土 成 土特 征 研 究
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以赣 南地 区为 例
熊 平 生
（ 衡 阳师范 学院 资源环 境 与旅 游 管理 系，湖 南 衡 阳
摘
４ ２ １ ０ ０ ２ ）
要 ：综 合 运 用化 学成 分 分 析 、磁 化 率 分析 等 技 术手 段 ，对 黄 金 （ ＨＪ ） 剖 面 、沙 河 （ Ｓ Ｈ） 剖 面 和 田村 （ Ｔ Ｃ）
Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ １ ． Ｍａ ｊ Ｏ Ｆ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｒ ｅ ｄ
ｃ ｌ ａ ｙ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ｉ ｎ Ｇａ ｎ ｎａ ｎ ｒ ｅ ｇ ｉ ０ ｎ
元 素绝对 含 量 变 化 往 往 并 不 能 真 实 地 反 映 风
０ ． ６ ４ ； Ｃ ａ Ｏ 含 量 分 布 范 围为 ０ ． ０ ５ ～０ ． １ １％ ，
平均 为 Ｏ ． ６ ４ １ 。沙 河 （ Ｓ Ｈ） 剖 面： Ｓ ｉ Ｏ。含 量 分 布
范围在 ６ ２ ． ３ ４ ～ ９ ９ ． ８ ７ ， 平均为 ８ ３ ． ７ ８ ；
趟
嫩
ｉ Ｏ２
。
‘
。 。
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，
Ｎａ 。 Ｏ含 量 分 布 范 围 在 ０ ． ０ ４％～Ｏ ． １ ２ Ａ ｏ， 平 均 为
０ ．１ ０ 。
此外 ，Ａ１ 。 Ｏ。 曲线、 Ｓ ｉ ０ 曲线 表 现 出相 同 的 变 化趋 势 ， 与 Ｆ ｅ Ｏ。 的 波动 正好 相 反 ， Ｎａ 、 Ｋ 同 为碱金 属 。Ｎａ 与 Ｓ ｉ Ｏ 的波动 步 调也 较 为 相 似 。Ｃ ａ Ｏ 在 三 个 红 土
波动 。样 品 常量 化学 元 素 以 Ｓ ｉ Ｏ 、 Ａｌ ｏ。 、 Ｆ ｅ ０。为 主， 三 者 之和 达 ９ Ｏ 以上 。三个 剖 面硅元 素 含量都
果 △小 于零 ， 则反 映元 素 ｘ相 对 参 比元 素 迁 出 ； 若 △大于 零 ， 则反 映元 素 Ｘ相对 富集 ］ 。
ｇ
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０ ． ０ ５ ～０ ． ０ ６ ， 平均 为 ０ ． ０ ５ 。 田村 （ Ｔ Ｃ） 剖
面： Ｓ ｉ Ｏ。 含量 分 布范 围在 ６ １ ． ２ ７ ～７ ６ ． ２ ５ ， 平 均 为 ６ ９ ． ０ ４％； Ａ１ 。 Ｏ。含 量 分 布 范 围 为 １ ７ ． ５ ９ ～ ２ ２ ． ４ ９％ ， 平均为 １ ９ ． ５ ４ ； Ｆ ｅ Ｏ 。 含 量 分 布 范 围在 ３ ． ２ ４ ～４ ． ６ ２ ， 平均为 ４ ． ０ Ｏ ； Ｋ Ｏ 含量 分 布 范 围在 １ ． ３ ３ ～３ ． ６ ６ ， 平 均为 ２ ． ６ ２ ； Ｃ ａ Ｏ含 量 分 布范 围 为 ０ ． ０ ６ Ａ～ ０ ｏ ． １ ６％ ， 平均 为 ０ 。 ０ ７％ ；
０ ５ Ｊ Ｉ ｝ ｌ ５ ２【 】
Ａｌ Ｏ 。含量分 布 范 围为 ９ ． ４ １ ９ ／ ６ ～１ ９ ． ３ ７ ， 平均 为
１ ３ ． Ｏ １ ９ ／ ６ ； Ｆ ｅ Ｏ。 含量 分 布范 围在 １ ． １ ６ ～６ ． ８ ， 平均为 ２ ． ４ ４ ； Ｋ Ｏ 含量分 布范 围在 ０ ． ６ ５ ， ｏ ４～ ２ ． ２ ６ ， 平均为 ０ ． ９ ７ ； Ｃ ａ Ｏ 含 量 分 布 范 围 为
统一 ， 不可 分割 的 。黄镇 国等 根 据南方 ７ Ｏ多处红 色 风化壳 的实例 对 比研 究 发 现 。 风 化强 度 由弱 到强 依 次为 ： 紫红 色 砂 页岩 、 砂页岩、 石灰 岩、 第 四纪 红 粘土、 第 四纪 新 沉 积 物 、 花 岗岩 、 玄武岩 ； 磁 化 率 大 小顺 序为 ： 玄武 岩＞ 花 岗岩 ＞ 第 四 纪红 粘 土 ＞ 砂 页 岩； 本文将 围绕 红 土 剖 面 常 量 元 素 的 含 量 和 迁 移 、
２ ０ １ ３年 第 ３期
熊平生 ： 中 国 南 方 丘 陵 区不 同母 岩型 红 土 成 土 特 征 研 究
６ ３
仪器 公 司 的 ＭＳ ２型磁 化率 测量 仪 。
２ 结 果 和 讨 论
一
过程 中元 素迁 移 或 者 富集 的真 实 面 目， 为 了消 除
这 种影 响 ， 往往采 用某一 种稳定性元 素 （ 如 Ｔ ｉ 、 Ａｌ
第３ ４卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ６月
衡 阳师 范 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ｇ ｙ ａ ｎ ｇ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
ＮＯ ． ３Ｖ ｏ １ ．３ ４
Ｊ ｕ ｎ ｅ ．２ ０１ ３
ｃ ｍ 间距 对剖 面采 样 ， 为 了进 行 对 比， 分别 对 第 四 纪
红土剖 面 ： 黄金 （ ＨＪ ） 剖面和沙河（ Ｓ Ｈ） 剖 面 以 及 花
础， 而 生物 富集过 程 是 现代 生 物 富集 作 用 影 响红 壤
发育 的过 程 ， 这 两个 过 程对 红 壤 形成 的影 响 是 相互
２ ． １ 常 量 元 素
２ ． １ ． １ 常量元 素含 量 从黄 金 （ ＨＪ ） 、 沙河（ Ｓ Ｈ） 和 田村 （ Ｔ Ｃ） 剖 面样 品 常量 化 学 元 素 分 布 （ 见图 １ ） 可 知， 除 Ｃ ａ波 动 较 少
外， 其 余 各 常量元 素 在 红 土垂 向上 均 有 不 同程 度 的
Ｓ ｌ （ ％）
２ ｝ ０ ９ Ｏ ｌ ｏ ０
很高 ， 铁元 素 和铝 元 素 含 量较 低 ， 钙、 钾 和 钠 含 量很
少 。黄金 （ ＨＪ ） 剖面： Ｓ ｉ Ｏ 含量 分布 范 围在 ４ ３ ． ９ ９
～
Ｋ， ｏ（ ％）
Ｃ ａ Ｏ（ ％）
０ ７ Ｊ ４ ２ ｌ ０ ０ ５０ 【 Ｊ ０ ５５ ０ ０６ ０
中 图分 类号 ：Ｐ ５ ３ ４ ． ６ ３
文 献标 志码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ６ ７ ３ — ０ ３ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ６ ２ — ０ ６
红 土成 土过 程 ， 是指 在 各 种 成 土 因素 的综合 作
用下 ， 红 土发 生发 育 的过程 ， 包 括 岩 石 的 崩解 ， 矿 物 质 和有机 质 的 分 解 、 合 成， 以及 物 质 的 淋 失 、 淀积、 迁移 和生物 循环 等方 面ｌ ＿ ］ ］ 。赵 其 国＿ ＿ ２ 认 为 南方 红壤 的形 成是 脱 硅 富 铝 化 过 程 与 生 物 富 集 过 程 两 种 相 互作用 的 结 果 ， 脱 硅 富 铝 化 过 程 是 红 壤 形 成 的 基
微 量元 素 的含 量和 迁 移 、 剖 面风 化 特 征 和磁 化 率 变 化 特征对 赣南 红土 的成 土特性进 行分 析 。
１ 采 样 和 测 试
本 次剖 面研究 选 择 人 工挖 掘 的 新鲜 红 土 剖 面 ，
剖 面与 剖面之 间 的距 离 大 于或 等 于 １ ０ ｋ ｍ， 并以２ Ｏ
剖 面间隔 ２ ０ ｃ ｍ 取样 分 析 ，研 究发 现 ， 田村 红 土剖 面 常 量 元 素 ｓ ｉ 、Ｋ、ｃ ａ 、Ｍｇ和 Ｎ ａ 在 整 个 剖 面 基 本 上 表 现 为
淋 溶 迁移 的 特 征 ， 由下 部 往 上 部表 现 出迁移 程 度 有 逐 渐 增 强 的 趋 势 ；微 量 元 素 Ｖ、ｃ ｒ 和 Ｍｎ累积 率 多数 样 品 位
等） 作为 参 照 ， 计 算 样 品 中其 他 元 素 的 变 化 率 来 获
知元 素 的迁 移与 富集 程度 计算公 式 Ⅲ ４ ］ ：
△（ ） ：［ （ Ｘ ａ ／ Ｉ ａ ） ／ （ Ｘｂ ／ Ｉ ｂ ） 一１ ］ ×１ Ｏ Ｏ 式 中 Ｘａ 、 Ｉ ａ 代 表样 品 中元素 Ｘ和参 比元 素 Ｉ 的 含量 ； Ｘｂ 、 Ｉ ｂ为 上述 元 素 在 原 始 母 质 中的 含 量 。如
光 光谱 仪 完 成 。磁 化 率 的 实 验 测 试 在 西 南 大 学 地
理科学 学 院第 四纪 实验 室完成 ， 使用英 国Ｂ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｎ
基金项 目： 衡 阳师 范 学 院 人 才 引进 启 动 项 目资 助 （ １ ２ Ｂ ４ １ ） 作者简介 ： 熊平 生 （ １ ９ ７ ２ 一） ， 男， 湖南永州人 ， 副教授 ， 博士 ， 研 究方 向 ： 地 质 生 态 学
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ４ — １ ７
岗岩 型红土剖 面 田村 （ Ｔ Ｃ） 剖 面各 采集 了 ２ １个 、 ２ １
个和 ４ ５个 样 品 。
化 学成 分 分 析 在 南 京 师 范 大 学 地 理 科 学 学 院 完成 ， 用荷 兰 Ｐ ＡＮａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ 公 司 生 产 的 Ｍｉ ｎ ｉ ｐ ａ ｌ ４荧
粘 粒 百 分含 量 曲 线也 有这 样 的 变化 趋 势 ，反 映 了三 个 剖 面 风 化 程 度 由 下 往 上 逐 渐 增 强 ，三 个 剖 面 曲 线 变 化 曲 线
锯 齿状 波 动 ，说 明风 化 程 度 也 不 是 完全 按 照 由底 部往 上 正 向递 增 的 变化 。
关 键 词 ：成 土特 征 ；不 同母 岩 型 红 土 ；赣 南地 区
于０ ． ２ ～０ ． ５ 之 间 ，属 于 中度 累积 ，并 且 由下往 上 呈 现逐 渐增 强 的趋 势 。这 些 都 说 明 了赣 南地 区红 土在 当前 气 候 务件 下仍 进 行 着 明显 的脱 硅 和 富铝 化 作 用 。 此 外 ，三 个 剖 面 不 同红 土层 低 频 质 量磁 化 率 大 小 关 系 为 ：红 壤 层 ＜ 均 质 红 土层 ＜ 网 纹红 土层 ，第 四 纪 红 土低 频 质 量 磁 化 率 平 均值 低 于花 岗岩 红 土 。接 近 地 表 的 样 品 同 时 出 现 了低 频 质 量磁 化 率值 反 而较 低 ，可 能 与 赣 南 地 区长 期 高 温 多雨 的 气 候 环 境 有 关 。 三 个 剖 面硅 铝 系数 值 、铝 铁 系数 值 由底 部 往 上 总体 上 呈 现 逐 渐 递 减 的 趋 势 ，而 铝铁 硅 系数 曲 线值 由底 部 往 上 总 体 上 是 递 增 的 趋 势 ， （ ＜ ｌ”ｍ） 的
剖 面 波动 不 大 ， 黄金 （ ＨＪ ） 剖 面 和 沙河 （ Ｓ Ｈ） 剖 面 中
基
越
醛
部没 变化 ， 只有 在 剖面顶 部 出现 富集 现象 。 ２ ． １ ． ２ 常 量元 素 的迁移
图１ 赣 南地 区 第 四纪 红 土 剖 面 常 量 元素 变化 图
（ Ａ） Ｈ Ｊ剖面 （ Ｂ ） Ｓ Ｈ剖面 （ Ｃ） Ｔ Ｃ剖 面
化 成 土过 程 中元素 的地 球 化 学 行 为 ， 因 为 在化 学 风
化 的过 程 中 ， 活动 性元 素 的淋 失 会 直 接 造 成样 品 中 稳 定性 元 素 的浓度 增 加 （ 残 留 富集 ） ， 从 而 掩 盖 了这 本 研 究 田村 剖 面为 例 ， 以 Ａｌ 为 参 照元 素 ， 经 过
９ ７ ． Ｏ ８ ， 平均 为 ６ ５ ． １ ６ ； Ａ１ 。 Ｏ 。 含 量 分 布 范 围
为 ７ ． ２ ６ ～１ ３ ． ５ ３ ， 平均为 １ Ｏ ． ３ ３ ， ｏ ４； Ｆ ｅ ２ Ｏ 。含
量分 布 范 围在 １ ． ３ ～１ ８ ． ０ ９ ８％ ， 平均 为 ５ ． ５ １ ； Ｋ。 ０含 量 分 布 范 围 在 ０ ． ４ ２ ９ ／ ６ ～Ｏ ． ８ １ ９ ／ ６ ， 平 均 为